水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑及其制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種調(diào)堵劑，具體的說(shuō)是一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑及其制備和使用方法。該產(chǎn)品各組分所占的質(zhì)量百分比是：水玻璃占10～40%；聚丙烯酰胺0.1～0.3%；十二烷基苯磺酸鈉0.1～0.2%；磷酸二氫鋁，0.1～0.3%；N，N-二甲基甲酰胺，1～6%；其余為水。制備方法，將水加入容器內(nèi)，開(kāi)啟攪拌裝置，加入聚丙烯酰胺，熟化10～15min，然后依次加入十二烷基苯磺酸鈉、磷酸二氫鋁、N，N-二甲基甲酰胺和水玻璃，每加入一種材料攪拌5～10min，全部加完后，繼續(xù)攪拌10～15min后，得到水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠用于高溫、中低滲油藏，具有初始低粘度、易注入的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種調(diào)堵劑，具體的說(shuō)是一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑及其制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田開(kāi)發(fā)到中后期，隨著不斷的強(qiáng)注強(qiáng)采，一般會(huì)造成油藏的非均質(zhì)性加重，滲透率差異加大，高滲帶進(jìn)一步發(fā)育為大孔道，使得注水、注聚效果下降或造成油井水淹或竄聚。為了改善注水、化學(xué)驅(qū)效果，提高低滲區(qū)域儲(chǔ)量動(dòng)用程度，水井調(diào)剖、油井堵水已成為一項(xiàng)非常重要的措施。
[0003]油田目前應(yīng)用的調(diào)剖、堵水劑主要采用有機(jī)體系為主，該類體系不僅成本高，而且在高溫地層中熱穩(wěn)定性差，易降解，對(duì)地層的滲流剖面控制有效期短。同時(shí)，由于該類體系初始粘度一般都較高，在中低滲油藏施工時(shí)，注入壓力過(guò)高而無(wú)法滿足施工要求，或注入量不足，從而無(wú)法有效控制滲流剖面。常用的易注入性低粘度、抗溫凝膠材料，主要以無(wú)機(jī)鹽類為主，如水玻璃硅酸鹽等。屬于無(wú)機(jī)類的水玻璃凝膠材料不僅價(jià)格低廉，初始狀態(tài)為低粘度的水溶液，能進(jìn)入地層小空隙，更因?yàn)槠淠z結(jié)構(gòu)為無(wú)機(jī)硅氧結(jié)構(gòu)，比有機(jī)聚合類體系具有更突出的高溫?zé)岱€(wěn)定性能。但其存在成膠時(shí)間短的問(wèn)題，一般只能處理井徑周圍
1.5-3.0m的地層，而且地層溫度越高，成膠時(shí)間越短，并且在高溫下會(huì)大量脫水縮聚成致密玻璃體，導(dǎo)致調(diào)剖堵水措施失效。因此，在油田開(kāi)發(fā)中取得一定應(yīng)用空間，但又受到應(yīng)用局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種低粘度、易注入的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑及其制備和使用方法。
`[0005]一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑所采用的技術(shù)方案是:一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑，各組分所占的質(zhì)量百分比是:水玻璃占10~40% ;聚丙烯酰胺0.1~0.3% ;十二烷基苯磺酸鈉0.1~0.2% ;磷酸二氫鋁，0.1~0.3% ；N, N- 二甲基甲酰胺，I~6% ;其余為水。
[0006]水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑所采用的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，可用于高溫、中低滲油藏，具有初始低粘度、易注入的特性，更具有一定的強(qiáng)度。
[0007]水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑所采用的優(yōu)選方案是:
水玻璃占10% ;聚丙烯酰胺占0.1% ;十二烷基苯磺酸鈉占0.1% ;磷酸二氫鋁占0.1% ；N,N- 二甲基甲酰胺1% ;水占88.7%。
[0008]水玻璃占20% ;聚丙烯酰胺占0.2% ;十二烷基苯磺酸鈉占0.15% ;磷酸二氫鋁占
0.2% ；N, N- 二甲基甲酰胺占3% ;水占76.45%。
[0009]水玻璃占40% ;聚丙烯酰胺占0.3% ;十二烷基苯磺酸鈉占0.2% ;磷酸二氫鋁占
0.3%; N，N-二甲基甲酰胺占6%; 53.2%占水。
[0010]一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法所采用的技術(shù)方案是:一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法，步驟是:將水加入容器內(nèi)，開(kāi)啟攪拌裝置，加入聚丙烯酰胺，熟化10~15min，然后依次加入十二烷基苯磺酸鈉、磷酸二氫鋁、N，N- 二甲基甲酰胺和水玻璃，每加入一種材料攪拌5~IOmin,全部加完后,繼續(xù)攪拌10~15min后，得到水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
[0011]采用上述制備方法得到的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠用于高溫、中低滲油藏，具有初始低粘度、易注入的特性，更具有一定的強(qiáng)度；既能控制油藏滲流剖面，又不會(huì)封死地層。[0012]水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法所采用的優(yōu)選方案是:
在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.1g的十二烷基苯磺酸鈉、0.1g的磷酸二氫招、Ig的N, N-二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌5min,最后加入IOg水玻璃溶液和余量水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
[0013]在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.15g的十二烷基苯磺酸鈉、0.2g的磷酸二氫鋁、3g的N，N- 二甲基甲酰胺，每加入一種材料攪拌5min，最后加入20g水玻璃溶液和余量水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
[0014]在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.2g的十二烷基苯磺酸鈉、0.3g的磷酸二氫鋁、6g的N，N- 二甲基甲酰胺，每加入一種材料攪拌lOmin，最后加入40g水玻璃溶液和余量水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
[0015]一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的使用方法所采用的技術(shù)方案是:將水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑在60~150°C的環(huán)境溫度下恒溫養(yǎng)護(hù)I~5d后，體系形成不脫水、不流動(dòng)的硅氧結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度吸水凝膠。
[0016]一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的使用方法所采用的優(yōu)選方案是:水玻璃無(wú)機(jī)凝膠堵劑在60°C的環(huán)境溫度下凝膠時(shí)間是106h，120°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為32h，150°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為10h。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明:
實(shí)施例1:
在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.1g十二烷基苯磺酸鈉、0.1g磷酸二氫招、IgN, N-二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌5~IOmin,最后加入IOg水玻璃溶液和38.8g水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑；所得到的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑量的組分為(按質(zhì)量比計(jì)):10%水玻璃+0.1%聚丙烯酰胺+0.1%十二烷基苯磺酸鈉+0.1%磷酸二氫鋁+1%N，N- 二甲基甲酰胺+88.7%水。該體系在60°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為106h，在120°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為32h，在150°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為10h。
[0018]實(shí)施例2:
在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.15g十二烷基苯磺酸鈉、0.2g磷酸二氫招、3gN, N-二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌5~IOmin,最后加入20g水玻璃溶液和26.65g水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑；所得到的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的組分為(按質(zhì)量比計(jì)):20%水玻璃+0.2%聚丙烯酰胺+0.15%十二烷基苯磺酸鈉+0.2%磷酸二氫鋁+3%N，N- 二甲基甲酰胺+76.45%水，該體系在60°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為75h，在120°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為23h，在150°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為8h。
[0019]實(shí)施例3:
在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.2g十二烷基苯磺酸鈉、0.3g磷酸二氫招、6gN, N-二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌5~IOmin,最后加入40g水玻璃溶液和3.5g水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑；所得到的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的組分為(按質(zhì)量比計(jì)):40%水玻璃+0.3%聚丙烯酰胺+0.2%十二烷基苯磺酸鈉+0.3%磷酸二氫鋁+6%N，N- 二甲基甲酰胺+53.2%水，該體系在60°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為29h，在120°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為8h，在150°C環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為5h。
[0020]實(shí)施例4:
采用實(shí)施例3中的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑配方，進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)。在初始水測(cè)滲透率為0.301μπι2、1.255μπι2和3.170 μ m2的巖心中，分別注入0.3PV水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑，注入阻力系數(shù)為3~5 ;將三根巖心在150°C下養(yǎng)護(hù)24h，保證水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑成膠后，再次進(jìn)行水測(cè)滲透率為2.43Χ10-3μπι2、13.55Χ10_3μπι2和41.52 X 10-3 μ m2，對(duì)應(yīng)的封堵率為99.19%,98.92%和98.69%。后續(xù)水驅(qū)15PV后，封堵率下降不足1%。說(shuō)明水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑具有優(yōu)良的注入性，成膠后擁有良好的封堵能力和耐水沖刷性，適用于該體系適用于調(diào)剖堵水工作，特別適用于中低滲油藏的調(diào)剖堵水工作。
[0021]以上實(shí)施例1至4中所采用的原料如下:
水玻璃:俗稱泡花堿，是一`種硅酸鈉水溶液，固含量40%，模數(shù)3.3。原料提供單位:河北冀東油田瑞豐化工有限公司。
[0022]聚丙烯酰胺:白色粉狀固體，水解度10%，分子量500萬(wàn)，速溶于水，與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性的凝膠體。原料提供單位:愛(ài)森(中國(guó))絮凝劑有限公司。
[0023]十二烷基苯磺酸鈉:也叫做四聚丙烯基苯磺酸鈉，白色或淡黃色粉狀或片狀固體。溶于水而成半透明溶液。主要用作陰離子型表面活性劑。原料提供單位:河北冀東油田瑞豐化工有限公司。
[0024]磷酸二氫鋁:無(wú)色無(wú)味極粘稠的液體，固含量40%的水溶液。原料提供單位:河北冀東油田瑞豐化工有限公司。
[0025]N，N_ 二甲基甲酰胺:無(wú)色液體，有微弱的特殊臭味。原料提供單位:河北冀東油田瑞豐化工有限公司。
【權(quán)利要求】
1.一種水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑，各組分所占的質(zhì)量百分比是:水玻璃占10~40% ;聚丙烯酰胺0.1~0.3% ;十二烷基苯磺酸鈉0.1~0.2% ;磷酸二氫鋁，0.1~0.3% ；N, N- 二甲基甲酰胺，I~6%;其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑，其特征在于:水玻璃占10%;聚丙烯酰胺占0.1% ;十二烷基苯磺酸鈉占0.1% ;磷酸二氫鋁占0.1% ;N，N- 二甲基甲酰胺1% ;水占88.7%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑，其特征在于:水玻璃占20%;聚丙烯酰胺占0.2% ;十二烷基苯磺酸鈉占0.15% ;磷酸二氫鋁占0.2% ；N, N- 二甲基甲酰胺占3% ；水占 76.45%ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑，其特征在于:水玻璃占40%;聚丙烯酰胺占0.3% ;十二烷基苯磺酸鈉占0.2% ;磷酸二氫鋁占0.3% ； N, N- 二甲基甲酰胺占6% ；53.2%占水。
5.一種如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法，其特征在于:將水加入容器內(nèi)，開(kāi)啟攪拌裝置，加入聚丙烯酰胺，熟化10~15min，然后依次加入十二烷基苯磺酸鈉、磷酸二氫鋁、N，N-二甲基甲酰胺和水玻璃，每加入一種材料攪拌5~IOmin,全部加完后,繼續(xù)攪拌10~15min后,得到水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法，其特征在于:在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.1g的十二烷基苯磺酸鈉、0.1g的磷酸二氫招、Ig的N, N-二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌5min,最后加入IOg水玻璃溶液和余量水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法，其特征在于:在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.15g的十二烷基苯磺酸鈉、0.2g的磷酸二氫招、3g的N,N- 二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌5min,最后加入20g水玻璃溶液和余量水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的制備方法，其特征在于:在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的聚丙烯酰胺水溶液50g中，邊攪拌邊依次加入0.2g的十二烷基苯磺酸鈉、0.3g的磷酸二氫招、6g的N, N- 二甲基甲酰胺,每加入一種材料攪拌IOmin,最后加入40g水玻璃溶液和余量水，攪拌IOmin后形成水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的使用方法，其特征在于:將水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑在60~150°C的環(huán)境溫度下恒溫養(yǎng)護(hù)I~5d后，體系形成不脫水、不流動(dòng)的硅氧結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度吸水凝膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水玻璃無(wú)機(jī)凝膠調(diào)堵劑的使用方法，其特征在于:水玻璃無(wú)機(jī)凝膠堵劑在60°C的環(huán)境溫度下凝膠時(shí)間是106h，120°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為32h，150°C的環(huán)境溫度下的凝膠時(shí)間為10h。
【文檔編號(hào)】C09K8/467GK103627376SQ201310727711
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】郭吉清, 李良川, 鄭家朋, 盧淑芹, 宋立平, 顏菲, 薛海喜, 左劉朋, 吳佐浩, 李巧 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司鉆采工藝研究院